本技术实施例涉及光学，特别涉及一种器件对准装置和器件对准方法。
背景技术：
1、类似于集成电路，光学器件也可以集成化、小型化，形成集成光学器件或是光电集成电路。这类集成器件在通讯、存储等领域应用广泛。
2、不同于电学器件，光学器件在进行集成的过程中，相互耦合的器件之间需要进行对准，以使相互耦合的两个器件之间的耦合损耗在所要求的范围内。光学器件之间的对准一般包括初始寻光和精对准。初始寻光是通过人工或是机器视觉识别器件的几何特征，调整相互耦合的两个器件，使两个器件的耦合面相互对准。精对准是使光束在器件中通过，采用光功率计等设备确定实际的耦合损耗，对器件的位姿进行微调，使耦合损耗控制在所要求的范围内。
3、两个器件在对准时，相对的表面的面积较大，而表面上进出光的区域的面积很小。例如光波导的端面上的出光口的面积相比于光波导的端面的面积要小得多，在将两个光波导对准时，需要使两个光波导的端面上的出光口或入光口相互对准。在初始寻光的过程中，通常从相互耦合的两个器件的侧面观察两个器件的状态，难以准确控制两个器件相对的表面上的出光口和入光口之间的相对位置。
技术实现思路
1、本技术提供了一种器件对准装置和器件对准方法，有利于提高器件对准的精度。所述技术方案如下：
2、第一方面，提供了一种器件对准装置，所述器件对准装置包括基台、第一多自由度位移台、第二多自由度位移台、第一光学传感器和第二光学传感器。其中，第一多自由度位移台固定于所述基台，第一多自由度位移台用于固定并带动第一器件运动；第二多自由度位移台固定于所述基台，第二多自由度位移台用于固定并带动第二器件运动；第一光学传感器固定于所述第一多自由度位移台，第一光学传感器用于检测所述第二器件的耦合面的位姿；第二光学传感器固定于所述第二多自由度位移台，第二光学传感器用于检测所述第一器件的耦合面的位姿。
3、基于上述特征，第一多自由度位移台和第二多自由度位移台之间的相对位置关系是确定的。第一光学传感器固定于第一多自由度位移台，第二光学传感器固定于第二多自由度位移台，第一光学传感器和第二光学传感器的相对位置关系也是确定的。通过第一光学传感器检测第二器件的耦合面的位姿，通过第二光学传感器检测第一器件的耦合面的位姿，就能够确定出第一器件的耦合面和第二器件的耦合面之间的相对位置关系，从而控制第一多自由度位移台和第二多自由度位移台运动，对第一器件和第二器件进行对准。由于第一光学传感器和第二光学传感器能够直接检测耦合面，因此能够更准确地确定出出光口或入光口的位置，从而提高对准精度。
4、在一些示例中，所述第一多自由度位移台包括相连的第一固定部和第一运动部，所述第一固定部固定于所述基台，所述第一运动部用于固定所述第一器件，所述第一光学传感器固定于所述第一运动部；所述第二多自由度位移台包括相连的第二固定部和第二运动部，所述第二固定部固定于所述基台，所述第二运动部用于固定所述第二器件，所述第二光学传感器固定于所述第二运动部。
5、基于上述特征，器件和光学传感器都设置在运动部，在进行对准的过程中，可以通过控制运动部运动，使光学传感器对准所要对准的另一器件的耦合面，以便于检测该器件的耦合面的位姿。
6、作为一种示例，所述第一运动部用于固定所述第一器件的部位和所述第一光学传感器在空间中的排列方向，与所述第二运动部用于固定所述第二器件的部位和所述第二光学传感器在空间中的排列方向相反。
7、基于上述特征，在调整第一光学传感器与第二器件的相对位置，使第二器件进入第一光学传感器的检测范围内的过程中，第二光学传感器与第一器件之间也是相对靠近的，这样在检测第二器件的耦合面的位姿后，能够更快速将第一器件移动到第二光学传感器的检测范围内。
8、作为一种示例，所述第一运动部用于固定所述第一器件的部位到所述第一光学传感器的距离，与所述第二运动部用于固定所述第二器件的部位到所述第二光学传感器的距离相等。
9、基于上述特征，这使得调整第一光学传感器与第二器件的相对位置，使第二器件位于第一光学传感器的检测范围后，第一器件也刚好位于第二光学传感器的检测范围内，将两次调整过程合并为一次，有利于提高对准的效率。
10、在一些示例中，所述第一运动部包括第一运动部主体和第一固定件，所述第一运动部主体与所述第一固定部相连，所述第一固定件位于所述第一运动部主体的一侧，所述第一固定件具有相反的第一端和第二端，所述第一固定件的第一端与所述第一运动部主体相连，所述第一固定件的第二端用于固定所述第一器件。
11、基于上述特征，第二固定部的第二端靠近第一多自由度位移台时，第一器件能够较为靠近第二光学传感器，第二器件能够较为靠近第一光学传感器，同时又使第一运动部主体与第二运动部主体保持较远的距离。
12、可选地，所述第一光学传感器位于所述第一固定件的侧方，且与所述第一固定件相连，所述第一光学传感器用于检测的一端与所述第一固定件的第二端朝向相同。
13、基于上述特征，通过第一多自由度位移台使第一光学传感器朝向第二器件的耦合面时，位于第一固定件的第二端的第一器件的耦合面也刚好面向第二光学传感器。
14、可选地，所述第一运动部还包括吸嘴，所述吸嘴位于所述第一固定件的第二端；或者，所述第一运动部还包括夹爪，所述夹爪位于所述第一固定件的第二端。通过设置吸嘴或夹爪，以便于更稳定地固定器件。
15、在另一些示例中，所述第二运动部包括第二运动部主体和第二固定件，所述第二运动部主体与所述第二固定部相连，所述第二固定件位于所述第二运动部主体的顶部，所述第二固定件远离所述第二运动部主体的一侧用于固定所述第二器件。
16、基于上述特征，对于两端分别有耦合面的光学器件，通过将第二固定件布置在第二运动部主体的顶部，利用第二固定部远离第二运动部主体的一侧来固定第二器件，使得第二器件的两个耦合面都可以与其他器件进行对准。
17、在一些示例中，所述器件对准装置还包括第三光学传感器，所述第二光学传感器和所述第三光学传感器位于所述第二固定件相反的两侧，且所述第二光学传感器用于检测的一端和所述第三光学传感器用于检测的一端朝向相反。
18、基于上述特征，在对准第二器件和第三器件时，在调整第二运动部，使第二器件的第二耦合面面向第三器件之后，再通过第一光学传感器检测第二器件的第二耦合面的位姿，通过第三光学传感器检测第三器件的耦合面的位姿。
19、在一些示例中，所述器件对准装置还包括第三多自由度位移台和第四光学传感器，所述第三多自由度位移台固定于所述基台，且所述第二多自由度位移台位于所述第一多自由度位移台和所述第三多自由度位移台之间，所述第三多自由度位移台用于固定并带动第三器件运动；所述第四光学传感器固定于所述第三多自由度位移台，所述第一光学传感器用于检测所述第二器件的第一耦合面的位姿，所述第四光学传感器用于检测所述第二器件的第二耦合面的位姿。
20、基于上述特征，在第二器件具有两个耦合面，需要将第一器件和第三器件分别与第二器件对准时，可以将第一器件固定到第一多自由度位移台，将第二器件固定到第二多自由度位移台，将第三器件固定到第三多自由度位移台进行对准。
21、可选地，所述第一光学传感器和所述第二光学传感器为以下中的一种：图像传感器；光纤传像束；光纤。图像传感器和光纤传像束都可以用于获取图像，其中光纤传像束体积更小，有利于减小器件对准装置的体积，也更便于检测器件的耦合面。
22、在一些示例中，所述器件对准装置还包括控制器，所述控制器与所述第一多自由度位移台、所述第二多自由度位移台、所述第一光学传感器和所述第二光学传感器相连。所述控制器用于控制所述第一多自由度位移台带动所述第一器件运动，控制所述第二多自由度位移台带动所述第二器件运动。通过控制器精确控制第一器件和第二器件的移动，提高第一器件和第二器件的对准精度和效率。
23、第二方面，提供了一种器件对准方法，所述方法基于如第一方面所述的器件对准装置，所述方法包括：
24、通过第一光学传感器检测第二器件的耦合面的位姿；
25、通过第二光学传感器检测第一器件的耦合面的位姿；
26、基于所述第一器件的耦合面的位姿和所述第二器件的耦合面的位姿，控制第一多自由度位移台和第二多自由度位移台运动，使所述第一器件的耦合面与所述第二器件的耦合面相互对准。由于第一光学传感器和第二光学传感器能够直接检测耦合面，因此能够更准确地确定出出光口或入光口的位置，从而提高对准精度。
1.一种器件对准装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的器件对准装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的器件对准装置，其特征在于，所述第一运动部(412)用于固定所述第一器件(21)的部位和所述第一光学传感器(51)在空间中的排列方向，与所述第二运动部(422)用于固定所述第二器件(22)的部位和所述第二光学传感器(52)在空间中的排列方向相反。
4.根据权利要求3所述的器件对准装置，其特征在于，所述第一运动部(412)用于固定所述第一器件(21)的部位到所述第一光学传感器(51)的距离，与所述第二运动部(422)用于固定所述第二器件(22)的部位到所述第二光学传感器(52)的距离相等。
5.根据权利要求2～4任一项所述的器件对准装置，其特征在于，所述第一运动部(412)包括第一运动部主体(4121)和第一固定件(4122)，所述第一运动部主体(4121)与所述第一固定部(411)相连，所述第一固定件(4122)位于所述第一运动部主体(4121)的一侧，所述第一固定件(4122)具有相反的第一端和第二端，所述第一固定件(4122)的第一端与所述第一运动部主体(4121)相连，所述第一固定件(4122)的第二端用于固定所述第一器件(21)。
6.根据权利要求5所述的器件对准装置，其特征在于，所述第一光学传感器(51)位于所述第一固定件(4122)的侧方，且与所述第一固定件(4122)相连，所述第一光学传感器(51)用于检测的一端与所述第一固定件(4122)的第二端朝向相同。
7.根据权利要求5所述的器件对准装置，其特征在于，所述第一运动部(412)还包括吸嘴，所述吸嘴位于所述第一固定件(4122)的第二端；或者，所述第一运动部(412)还包括夹爪，所述夹爪位于所述第一固定件(4122)的第二端。
8.根据权利要求2～7任一项所述的器件对准装置，其特征在于，所述第二运动部(422)包括第二运动部主体(4221)和第二固定件(4222)，所述第二运动部主体(4221)与所述第二固定部(421)相连，所述第二固定件(4222)位于所述第二运动部主体(4221)的顶部，所述第二固定件(4222)远离所述第二运动部主体(4221)的一侧用于固定所述第二器件(22)。
9.根据权利要求8所述的器件对准装置，其特征在于，还包括第三光学传感器(53)，所述第二光学传感器(52)和所述第三光学传感器(53)位于所述第二固定件(4222)相反的两侧，且所述第二光学传感器(52)用于检测的一端和所述第三光学传感器(53)用于检测的一端朝向相反。
10.根据权利要求9所述的器件对准装置，其特征在于，还包括第三多自由度位移台(43)和第四光学传感器(54)，所述第三多自由度位移台(43)固定于所述基台(30)，且所述第二多自由度位移台(42)位于所述第一多自由度位移台(41)和所述第三多自由度位移台(43)之间，所述第三多自由度位移台(43)用于固定并带动第三器件(23)运动；
11.根据权利要求1～10任一项所述的器件对准装置，其特征在于，所述第一光学传感器(51)和所述第二光学传感器(52)为以下中的一种：
12.根据权利要求1～10任一项所述的器件对准装置，其特征在于，还包括控制器(60)，所述控制器(60)与所述第一多自由度位移台(41)、所述第二多自由度位移台(42)、所述第一光学传感器(51)和所述第二光学传感器(52)相连，用于控制所述第一多自由度位移台(41)带动所述第一器件(21)运动，控制所述第二多自由度位移台(42)带动所述第二器件(22)运动。
13.一种器件对准方法，其特征在于，所述方法基于如权利要求1～12任一项所述的器件对准装置，所述方法包括：
